Паулюс немедленно передал по радио Гитлеру текст ультиматума и просил предоставить ему свободу действий. Верховный правитель тут же отклонил его просьбу. По истечении 24-часового срока ультиматума, утром 10 января, русские приступили к последней фазе Сталинградского сражения, открыв артиллерийский огонь из пяти тысяч орудий.
Сражение было ожесточенное и кровопролитное. Обе стороны дрались с невероятной храбростью и отчаянием на руинах полностью разрушенного города, но это длилось не долго. В течение шести дней размеры котла уменьшились наполовину и достигли в самом широком месте пятнадцати миль в длину и девяти миль в глубину. К 24 января окруженная группировка была разрезана на две части, а последний небольшой аэродром потерян. Самолеты, доставлявшие продовольствие и медикаменты для больных и раненых и эвакуировавшие 29 тысяч тяжелораненых, больше не приземлялись.
Русские еще раз предложили своему мужественному противнику сдаться. 24 января на немецкие позиции прибыли представители советского командования с новыми предложениями. Колеблясь между чувством долга, требовавшим повиноваться безумному фюреру, и стремлением спасти своих солдат от неизбежного уничтожения, Паулюс снова обратился к Гитлеру.
Ответ Гитлера сохранился:
Спасение Западного мира! Это была горькая пилюля для солдат 6-й армии, которые совсем недавно сражались против того самого мира во Франции и Фландрии.
Дальнейшее сопротивление было не только бессмысленно, но и невозможно, и по мере того, как январь 1943 года подходил к концу, героизм сражавшихся выдыхался, угасал, подобно догорающей свече. К 28 января остатки того, что когда-то представляло собой огромную армию, были расчленены на три части — небольшие котлы, причем в южном котле, в подвале разрушенного универмага, находился штаб генерала Паулюса. Как утверждает очевидец, командующий армией сидел на своей походной кровати в темном углу в состоянии, близком к коллапсу. Ни он, ни его солдаты не могли должным образом оценить поток хлынувших в их адрес поздравительных радиограмм. Геринг, коротавший большую часть зимы в солнечной Италии, расхаживая с напыщенным видом в огромной меховой дохе и сверкая кольцами с бриллиантами, тоже послал 28 января поздравительную радиограмму:
Не доставило им радости и напыщенное выступление по радио рейхсмаршала вечером 30 января 1943 года по случаю 10-й годовщины прихода нацистов к власти:
Слава и ужасная агония 6-й армии близились к концу. 30 января Паулюс радировал Гитлеру: «Окончательное поражение невозможно оттянуть более чем на двадцать четыре часа».